JP2005281620A - Functional resin and functional element - Google Patents

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JP2005281620A JP2004101233A JP2004101233A JP2005281620A JP 2005281620 A JP2005281620 A JP 2005281620A JP 2004101233 A JP2004101233 A JP 2004101233A JP 2004101233 A JP2004101233 A JP 2004101233A JP 2005281620 A JP2005281620 A JP 2005281620A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a functional resin that is excellent in workability in case of producing a functional element and also excellent in stability in case of voltage impression, and to provide a functional element excellent in reliability. <P>SOLUTION: The functional resin is optimized in property of a functional element by using a hydrocarbon-based resin as a base material, that has been used so far in fields of electric/electronic and machine parts.The functional resin is practically a polymer having an ion-dissociating group, and (A) the ion-dissociating group is combined with a phenyl group of the polymer, namely combined with a phenyl group whose β-position is a secondary or tertiary carbon atom or (B) the ion-dissociating group is combined with a phenyl group of the polymer, namely combined with a phenyl group whose α- or β-position having no carbon atom, or (C) the ion-dissociating group is combined with the polymer through an alkyl group. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、機能性樹脂および機能性素子に関するものである。   The present invention relates to a functional resin and a functional element.

静電力・圧電性を利用したセンサー、アクチュエータおよびリレーなどは機能性素子と呼ばれ、これらの機能性素子は、シリコンやセラミックスを素材として、素子の構造や機械的な駆動方法を工夫することで製造されている。よって、構造が複雑になるため、設計が難しく、製造工程も複雑である。電子・電気製品、機械製品、自動車など広い分野において、これらの機能性素子を備えることにより、機器の性能を向上させることが検討されており、より設計・製造が容易で、組み込み易い、機能性素子が求められている。   Sensors, actuators, and relays that use electrostatic force / piezoelectricity are called functional elements. These functional elements are made of silicon or ceramics as a material by devising the element structure and mechanical drive method. It is manufactured. Therefore, since the structure is complicated, the design is difficult and the manufacturing process is also complicated. In a wide range of fields such as electronic / electrical products, mechanical products, automobiles, etc., it is considered to improve the performance of equipment by providing these functional elements, and it is easier to design, manufacture, and easier to incorporate. There is a need for an element.

これらの要求に対し、素子構造を簡単にする方法として、何らかの刺激に対する、樹脂自体の物理的な変化を利用して機能を発現する方法が試みられている。例えば、イオン交換膜とこの両面に接合した電極からなる素子が開示されている(例えば、特許文献1参照。)   In response to these demands, as a method of simplifying the element structure, a method of expressing a function by utilizing a physical change of the resin itself with respect to some stimulus has been attempted. For example, an element composed of an ion exchange membrane and electrodes bonded to both surfaces is disclosed (for example, see Patent Document 1).

この素子に使われているイオン交換樹脂の一つは、フッ素樹脂系のものであるが、フッ素樹脂は化学的安定性に優れるものの、素子の作製時における賦形性や電極との接着性などの問題がある。さらに、前記イオン交換樹脂は、イオン解離基の結合したフェニル基の、β位炭素が一級である構造単位を有するポリスチレンスルホン酸を用いており、前記フェニル基のβ位炭素が一級である構造単位は分子の電荷分布の状態が、α位とβ位の炭素−炭素結合が解裂し易い状態にあり、電圧印加時の化学的安定性に問題があり、機能性樹脂として利用するには不適当である。この様に従来開示された機能性樹脂は、他の素材との接着性、賦形性、電圧印加時の化学的安定性を並立するものではなかった。
特公平4−4075号公報
One of the ion-exchange resins used in this element is a fluororesin-based resin, but although fluororesin is excellent in chemical stability, it has good formability and adhesion to electrodes, etc. There is a problem. Furthermore, the ion exchange resin uses polystyrene sulfonic acid having a structural unit in which the β-position carbon of the phenyl group to which the ion dissociation group is bonded, and the structural unit in which the β-position carbon of the phenyl group is primary. The charge distribution of the molecule is in a state where the α- and β-position carbon-carbon bonds are easily cleaved, and there is a problem in chemical stability when a voltage is applied, and it is not suitable for use as a functional resin. Is appropriate. As described above, the functional resins disclosed conventionally have not been provided side by side with the adhesiveness to other materials, the formability, and the chemical stability during voltage application.
Japanese Patent Publication No. 4-4075

本発明は、機能性素子を製造する際に、加工性に優れ、電圧印加時の安定性にも優れる機能性樹脂および信頼性に優れる機能性素子を提供するものである。 The present invention provides a functional resin excellent in workability and stability at the time of voltage application and a functional element excellent in reliability when manufacturing a functional element.

即ち、本発明は、下記第1項〜第4項の手段により達成される。
1. 電極を介して、電位差により、屈曲または歪曲する部材に用いる機能性樹脂であって、前記機能性樹脂は、イオン解離基を有する高分子であり、前記イオン解離基は前記高分子において、下記(A)〜(C)のいずれかの結合を有するものであることを特徴とする機能性樹脂。
(A)イオン解離基は、高分子中のフェニル基に結合しており、β位の炭素原子が二級、または三級であるフェニル基に結合している。
(B)イオン解離基は、高分子中のフェニル基に結合しており、α位またはβ位に炭素原子を有しないフェニル基に結合している。
(C)イオン解離基が、高分子とアルキル基を介して結合している。
2. 前記イオン解離基を有する高分子は、ポリオレフィン樹脂、ポリビニルエーテル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂、ポリベンゾチアゾール樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、マレイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂およびエポキシアクリレート樹脂から選ばれるものである第1項に記載の機能性樹脂。
3. 前記イオン解離基は、スルホン酸基、カルボキシル基、ホスフィン酸基、ホスホン酸基、アミノ基および四級アンモニウム基から選ばれるものである第1項または第2項に記載の機能性樹脂。
4. 電極と、イオン解離基を有する高分子で構成される、屈曲または歪曲自在な部材とを有し、前記屈曲または歪曲自在な部材が前記電極に挟持された構造を有する機能性素子であって、前記イオン解離基を有する高分子は、第1項〜第3項のいずれかに記載の機能性樹脂であることを特徴とする機能性素子。
That is, the present invention is achieved by the following means 1 to 4.
1. A functional resin used for a member that bends or bends due to a potential difference through an electrode, wherein the functional resin is a polymer having an ion dissociation group, and the ion dissociation group is A functional resin having a bond of any one of A) to (C).
(A) The ion dissociation group is bonded to a phenyl group in the polymer, and is bonded to a phenyl group whose β-position carbon atom is secondary or tertiary.
(B) The ion dissociation group is bonded to a phenyl group in the polymer, and is bonded to a phenyl group having no carbon atom at the α-position or β-position.
(C) The ion dissociation group is bonded to the polymer via an alkyl group.
2. The polymer having an ion dissociation group is polyolefin resin, polyvinyl ether resin, polyether resin, polyamide resin, polyester resin, polyimide resin, polybenzimidazole resin, polybenzoxazole resin, polybenzothiazole resin, polyphenylene oxide resin, polyphenylene. 2. The functional resin according to item 1, which is selected from a sulfide resin, a polysulfone resin, an epoxy resin, a phenol resin, a maleimide resin, an unsaturated polyester resin, a diallyl phthalate resin and an epoxy acrylate resin.
3. The functional resin according to Item 1 or 2, wherein the ion dissociation group is selected from a sulfonic acid group, a carboxyl group, a phosphinic acid group, a phosphonic acid group, an amino group, and a quaternary ammonium group.
4). A functional element having an electrode and a bendable or distortable member composed of a polymer having an ion dissociation group, and having a structure in which the bendable or distortable member is sandwiched between the electrodes; The functional element according to any one of Items 1 to 3, wherein the polymer having an ion dissociation group is the functional resin according to any one of Items 1 to 3.

本発明によれば、機能性素子を製造する際に、加工性に優れ、電圧印加時の安定性にも優れる機能性樹脂が得られ、これを用いた機能性素子は信頼性に優れるものである。   According to the present invention, when a functional element is produced, a functional resin having excellent processability and excellent stability at the time of voltage application is obtained, and the functional element using this is excellent in reliability. is there.

本発明は、電極を介して、電位差により、屈曲または歪曲する部材に用いる機能性樹脂であって、前記機能性樹脂は、イオン解離基を有する高分子であり、前記イオン解離基は前記高分子において、次の(A)〜(C)のいずれかの結合を有することを特徴とするものである。(A)イオン解離基は、高分子中のフェニル基に結合しており、β位の炭素原子が二級、または三級であるフェニル基に結合している。(B)イオン解離基は、高分子中のフェニル基に結合しており、α位またはβ位に炭素原子を有しないフェニル基に結合している。あるいは、(C)イオン解離基が高分子とアルキル基を介して結合している。このような高分子を用いることにより、電圧印加時において化学的な安定性を示すと共に、加工性にも優れるものである。
また、本発明は、電極と、イオン解離基を有する高分子で構成される、屈曲または歪曲自在な部材とを有し、前記屈曲または歪曲自在な部材が前記電極に挟持された構造を有する機能性素子であり、前記イオン解離基を有する高分子には、前記機能性樹脂を用いるものである。前記機能性樹脂を用いることにより、信頼性に優れる機能性素子が得られる。
The present invention is a functional resin used for a member that bends or bends due to a potential difference via an electrode, wherein the functional resin is a polymer having an ion dissociation group, and the ion dissociation group is the polymer. In, it has the coupling | bonding in any one of following (A)-(C). (A) The ion dissociation group is bonded to a phenyl group in the polymer, and is bonded to a phenyl group whose β-position carbon atom is secondary or tertiary. (B) The ion dissociation group is bonded to a phenyl group in the polymer, and is bonded to a phenyl group having no carbon atom at the α-position or β-position. Alternatively, (C) the ion dissociation group is bonded to the polymer via an alkyl group. By using such a polymer, chemical stability is exhibited at the time of voltage application, and processability is also excellent.
In addition, the present invention has a function of having an electrode and a bendable or distortable member composed of a polymer having an ion dissociation group, and the bent or distortable member is sandwiched between the electrodes. The functional resin is used for the polymer having an ion dissociation group. By using the functional resin, a functional element having excellent reliability can be obtained.

1.機能性素子
本発明における機能性素子は、イオン解離基を有する樹脂で構成される屈曲または歪曲自在な部材を、対向する電極に挟持した構造を有するものであり、電極間に電圧を印加することにより、樹脂が変形して、素子が屈曲または歪曲することから、アクチュエータおよびリレーなどとして用いることができる。また、逆に、機能性素子が屈曲または歪曲して、樹脂が変形し、電極間に電位を発生する現象を利用して、電極間の電位差を測定することにより、機能性素子に生じた歪、圧力を検出するセンサーなどとして用いることができる。
1. Functional element The functional element in the present invention has a structure in which a bendable or distortable member made of a resin having an ion dissociation group is sandwiched between opposing electrodes, and a voltage is applied between the electrodes. Therefore, the resin is deformed and the element is bent or distorted, so that it can be used as an actuator and a relay. Conversely, the strain generated in the functional element is measured by measuring the potential difference between the electrodes using the phenomenon in which the functional element is bent or distorted, the resin is deformed, and a potential is generated between the electrodes. It can be used as a sensor for detecting pressure.

また、本発明の機能性素子の構造の一例について、図1を用いて説明すると、機能性樹脂で構成される屈曲または歪曲自在な部材aの両面に電極bが形成され、前記歪曲自在な部材aの一端を支持部材cで固定し、前記両面の電極bに信号発生器などの機器に結合するリード線dを備えた構造が挙げられる。   An example of the structure of the functional element of the present invention will be described with reference to FIG. 1. Electrodes b are formed on both surfaces of a bendable or distortable member a made of functional resin, and the distortable member. One example is a structure in which one end of a is fixed by a support member c, and a lead wire d that is coupled to a device such as a signal generator is provided on the electrodes b on both sides.

本発明の機能性素子の製造方法としては、例えば、まず、本発明の機能性樹脂を有機溶媒に溶解しワニスとし、ガラス板やステンレス板などの基材上に、前記ワニスを塗布して、塗膜を形成する。前記塗布方法としては、例えば、スピンナーによる回転塗布、スプレーコーターによる噴霧塗布およびロールコーティング等の方法が挙げられる。
次いで、前記有機溶剤の沸点以上の温度で、塗膜をプリベークして有機溶剤を蒸発乾燥させることにより、前記基材より剥離してフィルムを作製する。フィルムの厚みとしては、50〜1000μmが好適である。
次いで、上記で得たフィルムの歪曲自在な部材として変形させる部分の両面に、メッキ、蒸着およびスパッタリングなどの方法により電極を形成する。
次いで、電極を形成していない部分を、接着剤を用いて接着して、支持部材に固定することにより機能性素子の構造を製造することができる。
又、本発明の機能性樹脂によれば、別の製造方法として、例えば、成形機により歪曲自在な部材として成形品を成形した後、変形させる部分の両面に、メッキ、蒸着およびスパッタリングなどの方法で、電極を形成することもできる。応用例としては、二色成形の成形機を用い、機能性樹脂と汎用のエンプラ樹脂部から構成される成形品を作成し、機能性樹脂により形成された部分に電極を形成することにより、簡便に素子を組み込んだ構造体が構成できる。
電極としては、白金、パラジウム、金、銀、銅などが好適である。
As a method for producing the functional element of the present invention, for example, first, the functional resin of the present invention is dissolved in an organic solvent to form a varnish, and the varnish is applied onto a substrate such as a glass plate or a stainless steel plate, Form a coating film. Examples of the coating method include spin coating with a spinner, spray coating with a spray coater, and roll coating.
Next, the coating film is pre-baked at a temperature equal to or higher than the boiling point of the organic solvent to evaporate and dry the organic solvent, whereby the film is peeled off from the substrate. The thickness of the film is preferably 50 to 1000 μm.
Next, electrodes are formed on both surfaces of the portion of the film obtained as described above which is deformed as a deformable member by a method such as plating, vapor deposition, and sputtering.
Next, the structure of the functional element can be manufactured by adhering the portion where the electrode is not formed using an adhesive and fixing the portion to the support member.
In addition, according to the functional resin of the present invention, as another manufacturing method, for example, a method of plating, vapor deposition, sputtering, etc. on both sides of a portion to be deformed after forming a molded product as a member that can be distorted by a molding machine. Thus, an electrode can also be formed. As an application example, a two-color molding machine is used to create a molded product composed of a functional resin and a general-purpose engineering plastic resin part, and an electrode is formed on the part formed by the functional resin. A structure in which an element is incorporated into can be configured.
As the electrode, platinum, palladium, gold, silver, copper and the like are suitable.

本発明の機能性素子は、電圧印加によりイオン解離基の対イオンと、機能性樹脂中の水分が電極方向に移動することにより、屈曲または歪曲といった、変形が起こるもので、水中での使用に適するが、機能性樹脂中の水分が一定になるよう、コーティング・樹脂封止のような処理をおこなうことにより空気中での使用も可能である。
また、駆動電圧としては、水の電気分解が起こらない、1.2V以下の電圧で使用することが好ましい。
The functional element of the present invention undergoes deformation, such as bending or distortion, by the counterion of the ion dissociating group and the moisture in the functional resin moving in the direction of the electrode when a voltage is applied. Although suitable, use in the air is also possible by performing treatments such as coating and resin sealing so that the moisture in the functional resin is constant.
Moreover, as a drive voltage, it is preferable to use at a voltage of 1.2 V or less that does not cause electrolysis of water.

2.機能性樹脂
本発明の機能性樹脂は、電極を介して、電位差により、屈曲または歪曲する機能を有するものであって、イオン解離基を有する高分子であり、(A)イオン解離基は、高分子中のフェニル基に結合しており、β位の炭素原子が二級、または三級であるフェニル基に結合しているか、(B)イオン解離基は、高分子中のフェニル基に結合しており、α位またはβ位に炭素原子を有しないフェニル基に結合しているか、あるいは、(C)イオン解離基が高分子とアルキル基を介して結合しているかのいずれかの結合構造を有するものである。
尚、本発明において、前記二級炭素および三級炭素は、一級炭素が−CH2−で示される結合炭素で示されるのに対し、それぞれ、−CH(R)−、−CR12−(R,R1,R2は水素以外の置換基または結合基)で表される結合炭素を示すものである。
2. Functional resin The functional resin of the present invention is a polymer having an ion dissociation group having a function of bending or distorting due to a potential difference through an electrode. It is bonded to the phenyl group in the molecule and the β-position carbon atom is bonded to the secondary or tertiary phenyl group, or (B) the ion dissociation group is bonded to the phenyl group in the polymer. A bond structure that is bonded to a phenyl group having no carbon atom at the α-position or β-position, or (C) the ion dissociation group is bonded to the polymer via an alkyl group. It is what you have.
In the present invention, the secondary carbon and a tertiary carbon primary carbon -CH 2 - while indicated by binding carbon atoms represented by each, -CH (R) -, - CR 1 R 2 - (R, R 1 , R 2 represents a bonded carbon represented by a substituent or bonding group other than hydrogen).

2.1イオン解離基
本発明の機能性用樹脂におけるイオン解離基としては、スルホン酸基、カルボキシル基、ホスフィン酸基、ホスホン酸基、アミノ基および四級アンモニウム基が好ましい。特に、スルホン酸基が好ましい。これらのイオン解離基の対イオンは特に限定されないが、例えば、プロトン、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、遷移金属イオンおよびアンモニウム誘導体イオンなどのカチオンや水酸化物イオン、ハロゲンイオン、硫酸イオン、スルホン酸イオン、リン酸イオンおよびカルボン酸イオンなどのアニオンを挙げることができる。
2.1 Ion Dissociation Group As the ion dissociation group in the functional resin of the present invention, a sulfonic acid group, a carboxyl group, a phosphinic acid group, a phosphonic acid group, an amino group, and a quaternary ammonium group are preferable. In particular, a sulfonic acid group is preferable. Although the counter ion of these ion dissociation groups is not particularly limited, for example, cations such as protons, alkali metal ions, alkaline earth metal ions, transition metal ions and ammonium derivative ions, hydroxide ions, halogen ions, sulfate ions, Mention may be made of anions such as sulfonate ions, phosphate ions and carboxylate ions.

2.2イオン解離基を有する高分子
本発明に用いるイオン解離基を有する高分子としては、イオン解離基が上記(A)〜(C)のいずれかの結合構造を形成することができる構造を有する高分子であればよいが、イオン解離基を形成する高分子としては、ポリオレフィン樹脂、ポリビニルエーテル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂、ポリベンゾチアゾール樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、マレイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂およびエポキシアクリレート樹脂を挙げることができる。これらの樹脂は、共重合体であっても良く、その場合、ランダム共重合体、ブロック共重合体およびグラフト共重合体のいずれであっても良い。又、これらの樹脂のなかから二種以上の樹脂を組み合わせてもよい。
2.2 Polymer having an ion dissociation group The polymer having an ion dissociation group used in the present invention has a structure in which the ion dissociation group can form any of the above-mentioned bonding structures (A) to (C). As long as it has a polymer having an ion dissociation group, a polyolefin resin, a polyvinyl ether resin, a polyether resin, a polyamide resin, a polyester resin, a polyimide resin, a polybenzimidazole resin, a polybenzoxazole resin, Mention may be made of polybenzothiazole resins, polyphenylene oxide resins, polyphenylene sulfide resins, polysulfone resins, epoxy resins, phenol resins, maleimide resins, unsaturated polyester resins, diallyl phthalate resins and epoxy acrylate resins. These resins may be copolymers, in which case they may be any of random copolymers, block copolymers, and graft copolymers. Moreover, you may combine 2 or more types of resin from these resin.

前記イオン解離基を有する高分子において、
ポリオレフィン樹脂は、主鎖が疎水性の構造であるので、主鎖の疎水性ドメインと、イオン解離基の親水性ドメインの相分離構造が形成しやすく機能性向上に有効である。
ポリビニルエーテル樹脂としては、樹脂の合成に用いるビニルエーテルモノマーが加水分解し易いので、ポリマーを生成した後イオン解離基を導入することにより得た樹脂が好ましい。前記ビニルエーテルモノマーとしては、フェニル基を有するものが好ましく、例えば、フェニルビニルエーテル誘導体や、2−フェノキエチルビニルエーテルなどの、ビニルエーテル基とフェニル基がアルキル鎖やポリエーテル鎖で結合されたモノマーを挙げることができる。
ポリエーテル樹脂としては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、スチレンオキサイドおよびテトラヒドロフランなどの、環状エーテルの誘導体を開環重合して得られるものを挙げることができる。環状エーテルの誘導体は強酸、強塩基存在下で重合することがあり、強酸性、強塩基性のイオン解離基を有するモノマーは不安定な場合があるが、その場合はポリマーを生成した後にイオン解離基を導入することにより得た樹脂が使用できる。
ポリビニルエーテル樹脂、ポリエーテル樹脂は、側鎖あるいは主鎖に一定間隔で酸素原子を含む構造であり、この様な構造を有する樹脂はイオンの拡散性を向上することから、高イオン伝導度が必要な部分への使用が好適である。
In the polymer having the ion dissociation group,
Since the polyolefin resin has a hydrophobic main chain structure, it is easy to form a phase-separated structure of the hydrophobic domain of the main chain and the hydrophilic domain of the ion dissociation group, and is effective in improving functionality.
As the polyvinyl ether resin, a resin obtained by introducing an ionic dissociation group after forming a polymer is preferable because a vinyl ether monomer used for resin synthesis is easily hydrolyzed. As the vinyl ether monomer, those having a phenyl group are preferable, and examples thereof include a monomer in which a vinyl ether group and a phenyl group are bonded by an alkyl chain or a polyether chain, such as a phenyl vinyl ether derivative or 2-phenoxyethyl vinyl ether. it can.
Examples of polyether resins include those obtained by ring-opening polymerization of derivatives of cyclic ethers such as ethylene oxide, propylene oxide, styrene oxide, and tetrahydrofuran. Cyclic ether derivatives may polymerize in the presence of strong acids and strong bases, and monomers with strongly acidic and strongly basic ion dissociation groups may be unstable. Resins obtained by introducing groups can be used.
Polyvinyl ether resins and polyether resins have a structure containing oxygen atoms at regular intervals in the side chain or main chain, and a resin having such a structure requires high ionic conductivity because it improves ion diffusibility. It is preferable to use it for a certain part.

ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂は、加水分解しやすい樹脂であるため、強酸性、強塩基性のイオン解離基を有する場合、イオン解離基の種類に応じて対イオンを選定し中性状態となるようにして使用することが必要となる。しかし、弱酸性のカルボキシル基をもつポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂は特にこの様な注意をはらうことなく使用できる。アニオン性のイオン解離基を有するポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂は、医療用材料において、比較的血漿板の付着が少ない樹脂であり、高血栓性材料として有用であり、医療用途の機能性素子に適する。また、接着性の良好さに加え、機械物性が良好であり、複雑な設計に好適に用いることができる。   Polyamide resins and polyester resins are resins that are easily hydrolyzed, so if they have strongly acidic and strongly basic ion dissociation groups, select a counter ion according to the type of ion dissociation group and make it neutral. Need to be used. However, polyamide resins and polyester resins having a weakly acidic carboxyl group can be used without taking particular care. Polyamide resins and polyester resins having an anionic ionic dissociation group are resins with relatively little adhesion of plasma plates in medical materials, are useful as highly thrombogenic materials, and are suitable for functional elements for medical use. In addition to good adhesiveness, the mechanical properties are good, and it can be suitably used for complex designs.

ポリイミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂、ポリベンゾチアゾール樹脂は、高強度・高弾性率かつ高耐熱性であることから、精密なパターン加工が必要な高機能電子素子・回路に用いられている。これらの樹脂は高耐熱性・高精度の素子の作成に適する。   Polyimide resin, polybenzimidazole resin, polybenzoxazole resin, and polybenzothiazole resin are used in high-performance electronic devices and circuits that require precise patterning because of their high strength, high elastic modulus, and high heat resistance. ing. These resins are suitable for making elements with high heat resistance and high accuracy.

ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂は、高強度、高弾性率の特徴をもつことから、高強度、高弾性率の素子の作成に有用である。   Polyphenylene oxide resins, polyphenylene sulfide resins, and polysulfone resins have characteristics of high strength and high elastic modulus, and thus are useful for producing elements having high strength and high elastic modulus.

エポキシ樹脂、フェノール樹脂、マレイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂は、熱硬化性の樹脂であり、加熱により不溶・不融化し、耐熱性の樹脂となるが、その架橋密度を変化させることにより物性を調整できる。また、架橋間の鎖長と構造を設計することによって、樹脂の自由体積を変化させることができるので、イオンや化合物を保持するサイトを形成することができる。また、熱硬化性樹脂は加熱前には低い溶融粘度を示し、賦形が容易で、樹脂を含めて他の素材との接着性に優れる特徴を有することから、機能性素子の設計の自由度が非常に広がる。   Epoxy resin, phenol resin, maleimide resin, unsaturated polyester resin, diallyl phthalate resin, and epoxy acrylate resin are thermosetting resins that become insoluble and infusible by heating to become heat-resistant resins. The physical properties can be adjusted by changing. Moreover, since the free volume of resin can be changed by designing the chain length and structure between bridge | crosslinking, the site | part which hold | maintains an ion and a compound can be formed. In addition, thermosetting resins have a low melt viscosity before heating, are easy to shape, and have excellent adhesion to other materials including resins, so the degree of freedom in designing functional elements Is very widespread.

フェノール樹脂は、変性フェノール樹脂にイオン解離基をもたせた樹脂が、機能性樹脂としては好適に使用できる。   As the phenolic resin, a resin obtained by adding an ion dissociation group to a modified phenolic resin can be suitably used as the functional resin.

2.3イオン解離基の導入方法
本発明の機能性樹脂は、前記イオン解離基において前記(A)〜(C)のいずれかの結合構造を有するものであれば良く、前記イオン解離基を形成する高分子にイオン解離基を導入することにより得ることができる。高分子中にイオン解離基の導入する方法としては、例えば、前記高分子を合成するモノマーでイオン解離基を有するモノマーを用いて高分子を合成する方法、前記高分子のフィルムを作製しこれを硫酸などのイオン解離基を導入する溶液中に浸漬する方法、前記高分子溶液と1,4−ブタンサルトンなどのアルキル基を介して高分子とイオン解離基の結合反応する試薬を反応する方法など、いずれも公知の合成方法を用いることができる。
2.3 Ion dissociation group introduction method The functional resin of the present invention may have any of the binding structures (A) to (C) in the ion dissociation group, and forms the ion dissociation group. It can be obtained by introducing an ion dissociation group into the polymer. Examples of a method for introducing an ion dissociation group into a polymer include, for example, a method of synthesizing a polymer using a monomer having an ion dissociation group as a monomer for synthesizing the polymer, A method of immersing in a solution that introduces an ion dissociable group such as sulfuric acid, a method of reacting a polymer and an ion dissociable group-reacting reagent via an alkyl group such as 1,4-butanesultone, etc. In any case, a known synthesis method can be used.

以下、実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。
(実施例1)
[ポリオレフィン:5−ベンジル−2,3ビシクロ[2.2.1]ヘプテンの重合とスルホン化]
六塩化タングステン39.7mg(0.1mmol)をクロロベンゼン20mlに溶解した溶液に、トリエチルアルミニウム34.2mg(0.3mmol)をすばやく滴下し、5−ベンジル−2,3ビシクロ[2.2.1]ヘプテン18.4g(0.1mol)をクロロベンゼン60mlに溶解した溶液を加え、室温で24時間反応してポリマーを得た。
上記で得たポリマーを用いて、キャストにより、厚さ200μmのフィルム形成後、濃硫酸に浸漬し、50℃、1時間反応させてスルホン酸基を導入した。
上記で得たフィルムを用いて、0.1mol/L塩化ナトリウム水溶液に12時間以上浸漬させ、その溶液を一定量採取して、0.05mol/L水酸化ナトリウム水溶液で、中和滴定を行い、下記式によりイオン交換容量を算出した。
イオン交換容量(meq/g)=0.05×FNaOH×(Qsample−Qblank)×Dwhole/Dpart ×W
[式中、Qblank:ブランクに対する滴定量(ml)、Qsample:試料に対する滴定量(ml)、FNaOH:0.05mol/L水酸化ナトリウム水溶液のファクター、Dwhole:サンプルを浸しておいた0.1mol/L塩化ナトリウム水溶液の量(ml)、Dpart:採取したサンプルの量(ml)、W:膜重量(g)を示す。]
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
(Example 1)
[Polyolefin: Polymerization and sulfonation of 5-benzyl-2,3-bicyclo [2.2.1] heptene]
To a solution of 39.7 mg (0.1 mmol) of tungsten hexachloride dissolved in 20 ml of chlorobenzene, 34.2 mg (0.3 mmol) of triethylaluminum was quickly added dropwise, and 5-benzyl-2,3bicyclo [2.2.1]. A solution in which 18.4 g (0.1 mol) of heptene was dissolved in 60 ml of chlorobenzene was added and reacted at room temperature for 24 hours to obtain a polymer.
Using the polymer obtained above, a 200 μm-thick film was formed by casting, then immersed in concentrated sulfuric acid, and reacted at 50 ° C. for 1 hour to introduce sulfonic acid groups.
Using the film obtained above, soaking in a 0.1 mol / L sodium chloride aqueous solution for 12 hours or more, collecting a certain amount of the solution, performing neutralization titration with a 0.05 mol / L sodium hydroxide aqueous solution, The ion exchange capacity was calculated by the following formula.
Ion exchange capacity (meq / g) = 0.05 × FNaOH × (Qsample−Qblank) × Dwhole / Dpart × W
[In the formula, Qblank: titration amount with respect to blank (ml), Qsample: titration amount with respect to sample (ml), FNaOH: factor of 0.05 mol / L sodium hydroxide aqueous solution, Dwhole: 0.1 mol / in which the sample was immersed Amount of L sodium chloride aqueous solution (ml), Dpart: amount of collected sample (ml), W: membrane weight (g). ]

[機能性素子の作製]
上記で得たフィルムを屈曲または歪曲自在な部材aに、電極bとして化学メッキにより白金を3mg/cm2ずつ両面に接合させた。次に、この接合体を幅2mm長さ20mmに裁断し、その一端に両面から二本のリード線dを接合し、素子を作製した。
上記で得た素子を、純水中で、リード線間に1Vの電位差を与えると接合体は屈曲した。変位を表に示す。
また、この接合体を幅2mm長さ30mmに裁断し、その一端の長さ10mmをエッチングにより白金を除去し、ポリイミドからなる支持部材cにエポキシ樹脂で接着して固定して機能性素子(図1参照、)を作製し、1Hzの周期の矩形波で1Vの電位差を与えると、接合体は1Hzの周期で屈曲運動を繰り返した。耐久性試験として繰り返し時間を測定した。結果を表に示す。
[Production of functional elements]
The film obtained as described above was bonded to both surfaces by 3 mg / cm 2 of platinum by chemical plating as an electrode b to a member a which can be bent or distorted. Next, this joined body was cut into a width of 2 mm and a length of 20 mm, and two lead wires d were joined to one end thereof from both sides to produce an element.
When the element obtained above was given a potential difference of 1 V between the lead wires in pure water, the joined body was bent. The displacement is shown in the table.
Further, this joined body is cut into a width of 2 mm and a length of 30 mm, and platinum is removed from one end of the length by 10 mm, and the functional element (FIG. 1) and a potential difference of 1 V was applied with a rectangular wave with a period of 1 Hz, the joined body repeated bending motion with a period of 1 Hz. The repetition time was measured as a durability test. The results are shown in the table.

(実施例2)
[ポリエーテル:イソブチルビニルエーテルと2−フェノキシエチルビニルエーテルのカチオンブロック重合とスルホン化]
イソブチルビニルエーテル10.2g(0.1mol)/塩化メチレン40g溶液に、0℃でイソブチルビニルエーテルの塩化水素付加体273.4mg(2.0mmol)/n−ヘキサン20g溶液、塩化亜鉛10.9mg(0.08mmol)/エーテル40g溶液を添加し20分重合した後、更に、2−フェノキシエチルビニルエーテル16.4g(0.1mol)/塩化メチレン40g溶液と塩化亜鉛163.6mg(1.2mol)/エーテル20g溶液を添加して、三時間重合することにより、イソブチルビニルエーテルと2−フェノキシエチルビニルエーテルのブロック重合体を得た。
次いで、上記で得たブロック重合体を用いて、キャストにより厚さ200μmのフィルム形成後、濃硫酸に浸漬し、50℃、1時間反応させてスルホン酸基を導入した。
上記で得たフィルムを用いて、実施例1と同様の操作により素子を作製し評価を行った。
(Example 2)
[Polyether: Cationic block polymerization and sulfonation of isobutyl vinyl ether and 2-phenoxyethyl vinyl ether]
A solution of isobutyl vinyl ether hydrogen chloride adduct 273.4 mg (2.0 mmol) / n-hexane 20 g, zinc chloride 10.9 mg (0 .0 g) at 0 ° C. in a solution of isobutyl vinyl ether 10.2 g (0.1 mol) / methylene chloride 40 g. (08 mmol) / ether 40 g solution was added and polymerized for 20 minutes, and then further, 2-phenoxyethyl vinyl ether 16.4 g (0.1 mol) / methylene chloride 40 g solution and zinc chloride 163.6 mg (1.2 mol) / ether 20 g solution. Was added and polymerized for 3 hours to obtain a block polymer of isobutyl vinyl ether and 2-phenoxyethyl vinyl ether.
Next, using the block polymer obtained above, a 200 μm thick film was formed by casting, and then immersed in concentrated sulfuric acid and reacted at 50 ° C. for 1 hour to introduce sulfonic acid groups.
Using the film obtained above, an element was produced and evaluated in the same manner as in Example 1.

(実施例3)
[ポリアミドA ピロメリット酸無水物と4,4’−ジアミノジフェニルエーテルの重合]
ジアミノジフェニルエーテル10.0g(0.05mol)をジメチルアセトアミド200mlに溶解し、攪拌しながら、ピロメリット酸無水物10.9g(0.05mol)を添加し、室温で4時間攪拌を続けてポリマーを得た。
次いで、上記で得られたポリマー溶液を用いて、キャストにより厚さ200μmのフィルムを形成した。
上記で得たフィルムを用いて、実施例1と同様の操作により素子を作製し評価を行った。
(Example 3)
[Polyamide A Polymerization of pyromellitic anhydride and 4,4′-diaminodiphenyl ether]
Dissolve 10.0 g (0.05 mol) of diaminodiphenyl ether in 200 ml of dimethylacetamide, add 10.9 g (0.05 mol) of pyromellitic anhydride with stirring, and continue stirring at room temperature for 4 hours to obtain a polymer. It was.
Next, a 200 μm-thick film was formed by casting using the polymer solution obtained above.
Using the film obtained above, an element was produced and evaluated in the same manner as in Example 1.

(実施例4)
[ポリアミドB 5−スルホイソフタル酸ナトリウムと4,4’−ジアミノジフェニルエーテルの重合]
4,4’−ジアミノジフェニルエーテル10.0g(0.05mol)と5−スルホイソフタル酸ナトリウム13.4g(0.05mol)と亜リン酸トリフェニル31.0g(0.05mol)とジメチルアセトアミド100mlとピリジン25mlを100℃、3時間攪拌してポリマーを得た。反応液を3Lのメタノールに投入し、再沈殿させた後、ろ別した。沸騰メタノール中で30分処理しポリマーを得た。
次いで、上記で得たポリマーのジメチルアセトアミド溶液用いて、キャストにより厚さ200μmのフィルムを形成した。
イオン交換容量の測定は、0.1mol/lの塩酸水溶液に12時間浸漬し、対イオンをプロトンに変換した後、実施例1と同様の手順で測定した。
上記で得たフィルムを用いて、実施例1と同様の操作により素子を作製し評価を行った。
Example 4
[Polyamide B Polymerization of sodium 5-sulfoisophthalate and 4,4′-diaminodiphenyl ether]
10.0 g (0.05 mol) of 4,4′-diaminodiphenyl ether, 13.4 g (0.05 mol) of sodium 5-sulfoisophthalate, 31.0 g (0.05 mol) of triphenyl phosphite, 100 ml of dimethylacetamide and pyridine 25 ml was stirred at 100 ° C. for 3 hours to obtain a polymer. The reaction solution was poured into 3 L of methanol and reprecipitated, followed by filtration. The polymer was obtained by treatment in boiling methanol for 30 minutes.
Next, a 200 μm thick film was formed by casting using the dimethylacetamide solution of the polymer obtained above.
The ion exchange capacity was measured by the same procedure as in Example 1 after immersing in a 0.1 mol / l hydrochloric acid aqueous solution for 12 hours to convert the counter ion into proton.
Using the film obtained above, an element was produced and evaluated in the same manner as in Example 1.

(実施例5)
[ポリエステル 3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物と2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンの重合]
3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物16.6g(0.05mol)と2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン11.4g(0.05mol)を200mlのジメチルアセトアミドに溶解し、ピリジン25mlを添加し、室温で24時間攪拌してポリマーを得た。
次いで、上記で得たポリマー溶液を用いて、キャストにより厚さ200μmのフィルムを形成した。
上記で得たフィルムを用いて、実施例1と同様の操作により素子を作製し評価を行った。
(Example 5)
[Polymerization of 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic anhydride and 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane]
200 ml of dimethylacetamide containing 16.6 g (0.05 mol) of 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic anhydride and 11.4 g (0.05 mol) of 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane The polymer was obtained by adding 25 ml of pyridine and stirring at room temperature for 24 hours.
Next, a 200 μm thick film was formed by casting using the polymer solution obtained above.
Using the film obtained above, an element was produced and evaluated in the same manner as in Example 1.

(実施例6)
[ポリイミド ピロメリット酸無水物と4,4’−ジアミノ−2,2’−ビフェニルジスルホン酸、1,3−フェニレンジアミンの重合]
4,4’−ジアミノ−2,2’−ビフェニルジスルホン酸12.1g(0.035mol)と1,3−フェニレンジアミン1.6g(0.015mol)をN−メチル−2−ピロリドン200mlに溶解し、攪拌しながら、ピロメリット酸無水物10.9g(0.05mol)を添加し、室温で4時間攪拌を続けた後、180℃で24時間反応を行った。
次いで、上記で得られたポリマー溶液を用いて、キャストにより厚さ200μmのフィルムを形成した。
上記で得たフィルムを用いて、実施例1と同様の操作により素子を作製し評価を行った。
(Example 6)
[Polymerization of polyimide pyromellitic anhydride, 4,4′-diamino-2,2′-biphenyldisulfonic acid, 1,3-phenylenediamine]
Dissolve 12.1 g (0.035 mol) of 4,4′-diamino-2,2′-biphenyldisulfonic acid and 1.6 g (0.015 mol) of 1,3-phenylenediamine in 200 ml of N-methyl-2-pyrrolidone. While stirring, 10.9 g (0.05 mol) of pyromellitic anhydride was added, and stirring was continued at room temperature for 4 hours, followed by reaction at 180 ° C. for 24 hours.
Next, a 200 μm-thick film was formed by casting using the polymer solution obtained above.
Using the film obtained above, an element was produced and evaluated in the same manner as in Example 1.

(実施例7)
[ポリスルホン ビス(4−クロロ−3−スルホン酸ナトリウム)スルホンとビス(4−ヒドロキシフェニル)エーテルの重合]
ビス(4−クロロ−3−スルホン酸ナトリウム)スルホン0.1molとビス(4−ヒドロキシフェニル)エーテル0.1molをジメチルアセトアミド/トルエン=200ml/50mlに溶解し、6時間還流後、トルエンを減圧下留去し、160℃で12時間加熱した。100℃に冷却後、クロロベンゼンを加え、生成した無機塩をろ別した。ろ液を酢酸で中和し、十倍量の水/メタノール=1/1で再沈殿した。得られたポリマーを水/メタノール、水で洗浄し、一時間沸騰水中で還流し、塩を除去したポリマーを得た。
上記で得たポリマーのジメチルアセトアミド溶液を用いて、キャストにより厚さ200μmのフィルムを形成した。
上記で得たフィルムを用いて、実施例1と同様の操作により素子を作製し評価を行った。
(Example 7)
[Polysulfone polymerization of bis (4-chloro-3-sulfonic acid sodium) sulfone and bis (4-hydroxyphenyl) ether]
Sodium bis (4-chloro-3-sulfonate) sulfone (0.1 mol) and bis (4-hydroxyphenyl) ether (0.1 mol) were dissolved in dimethylacetamide / toluene = 200 ml / 50 ml, and refluxed for 6 hours. Distilled off and heated at 160 ° C. for 12 hours. After cooling to 100 ° C., chlorobenzene was added, and the produced inorganic salt was filtered off. The filtrate was neutralized with acetic acid and reprecipitated with 10 times the amount of water / methanol = 1/1. The obtained polymer was washed with water / methanol and water and refluxed in boiling water for 1 hour to obtain a polymer from which salts were removed.
A 200 μm-thick film was formed by casting using the dimethylacetamide solution of the polymer obtained above.
Using the film obtained above, an element was produced and evaluated in the same manner as in Example 1.

(実施例8)
[エポキシ−フェノール樹脂A]
ビスフェノールA22.8g(0.1mol)とビスフェノールA型エポキシ樹脂34.0g(0.1mol)をトリフェニルホスフィンを触媒として120℃で6時間反応して、ポリマーを得た。
上記で得たポリマーを用いて、キャストにより厚さ200μmのフィルム形成後、濃硫酸に浸漬し、50℃、1時間反応させてスルホン酸基を導入した。
上記で得たフィルムを用いて、実施例1と同様の操作により素子を作製し評価を行った。
(Example 8)
[Epoxy-phenol resin A]
Bisphenol A 22.8 g (0.1 mol) and bisphenol A type epoxy resin 34.0 g (0.1 mol) were reacted at 120 ° C. for 6 hours using triphenylphosphine as a catalyst to obtain a polymer.
Using the polymer obtained above, a 200 μm thick film was formed by casting, then immersed in concentrated sulfuric acid, and reacted at 50 ° C. for 1 hour to introduce sulfonic acid groups.
Using the film obtained above, an element was produced and evaluated in the same manner as in Example 1.

(実施例9)
[エポキシ−フェノール樹脂B]
臭素化ビスフェノールAエポキシ32.8g(0.05mol)とビスフェノールA11.4g(0.05mol)をトリフェニルホスフィンを触媒として120℃で6時間反応して、ポリマーを得た。このポリマーを用いて、塩化ニッケル触媒を用いて、トリエチルホスファイトを150℃、24時間反応させた後、メタンスルホン酸中、ジメチルスルフィドを用いて脱エチル化することによりブロモ基の一部をホスホン酸基に変換した。
上記で得たホスホン酸基に変換したポリマーを用いてキャストにより厚さ200μmのフィルムを形成した。
上記で得たフィルムを用いて、実施例1と同様の操作により素子を作製し評価を行った。
Example 9
[Epoxy-phenol resin B]
A polymer was obtained by reacting 32.8 g (0.05 mol) of brominated bisphenol A epoxy and 11.4 g (0.05 mol) of bisphenol A at 120 ° C. for 6 hours using triphenylphosphine as a catalyst. Using this polymer, triethyl phosphite was reacted at 150 ° C. for 24 hours using a nickel chloride catalyst, and then deethylated using dimethyl sulfide in methanesulfonic acid to partially remove phospho groups. Converted to acid group.
A 200 μm-thick film was formed by casting using the polymer converted into phosphonic acid groups obtained above.
Using the film obtained above, an element was produced and evaluated in the same manner as in Example 1.

(実施例10)
[アルキル基を介してイオン解離基が結合したポリベンゾイミダゾール]
3,3’,4,4’-テトラアミノジフェニルスルホン27.8g(0.1mol)とテレフタル酸13.4(0.1mol)をポリリン酸中で、200℃で8時間反応して、ポリベンゾイミダゾールのポリマーを得た。得られたポリマーをN,N-ジメチルアセトアミド中で攪拌しながら、水素化リチウムを加え、窒素雰囲気下で3時間攪拌の後、更に1,4−ブタンサルトンを滴下し3時間攪拌することにより、テトラメチレン基を介してポリベンゾイミダゾールの窒素原子にスルホン酸リチウム基が結合したポリマーを得た。
次いで、上記で得たポリマー溶液を用いてキャストにより厚さ200μmのフィルムを形成した。
イオン交換容量の測定は、0.1mol/lの塩酸水溶液に12時間浸漬し、対イオンをプロトンに変換した後、実施例1と同様の手順で測定した。
上記で得たフィルムを用いて、実施例1と同様の操作により素子を作製し評価を行った。
(Example 10)
[Polybenzimidazole with an ion dissociation group bonded via an alkyl group]
3,3 ′, 4,4′-tetraaminodiphenylsulfone 27.8 g (0.1 mol) and terephthalic acid 13.4 (0.1 mol) were reacted in polyphosphoric acid at 200 ° C. for 8 hours to obtain polybenzoic acid. An imidazole polymer was obtained. While stirring the obtained polymer in N, N-dimethylacetamide, lithium hydride was added, and after stirring for 3 hours under a nitrogen atmosphere, 1,4-butanesultone was further added dropwise and the mixture was stirred for 3 hours. A polymer in which a lithium sulfonate group was bonded to a nitrogen atom of polybenzimidazole via a methylene group was obtained.
Next, a 200 μm thick film was formed by casting using the polymer solution obtained above.
The ion exchange capacity was measured by the same procedure as in Example 1 after immersing in a 0.1 mol / l hydrochloric acid aqueous solution for 12 hours to convert the counter ion into proton.
Using the film obtained above, an element was produced and evaluated in the same manner as in Example 1.

(比較例1)
ポリスチレンスルホン酸(18wt%水溶液、Aldrich社製)を用いてキャストにより厚さ200μmのフィルムを形成した。
上記で得たフィルムを用いて、実施例1と同様の操作により素子を作製し評価を行った。
(Comparative Example 1)
A 200 μm-thick film was formed by casting using polystyrene sulfonic acid (18 wt% aqueous solution, manufactured by Aldrich).
Using the film obtained above, an element was produced and evaluated in the same manner as in Example 1.

(比較例2)
市販のフッ素樹脂系イオン交換膜(Aldrich社製登録商標Nafion117)を用いて、実施例1と同様の操作により素子を作製し評価を行った。
(Comparative Example 2)
Using a commercially available fluororesin-based ion exchange membrane (registered trademark Nafion 117 manufactured by Aldrich), an element was produced and evaluated in the same manner as in Example 1.

Figure 2005281620
Figure 2005281620

表1に示すように、実施例においては、耐久性に優れた素子が得られたのに対し、比較例1では、機能性樹脂の劣化により120時間後、屈曲運動が停止した。また、比較例2では、支持樹脂と機能性樹脂が屈曲運動の振動のため、はがれて使用不能となった。以上のように、本発明によれば機能素子の材料として有用な機能性樹脂を得ることができる。   As shown in Table 1, in the example, an element excellent in durability was obtained, whereas in Comparative Example 1, the bending motion stopped after 120 hours due to deterioration of the functional resin. Further, in Comparative Example 2, the support resin and the functional resin were peeled off due to the vibration of the bending motion and became unusable. As described above, according to the present invention, a functional resin useful as a material for a functional element can be obtained.

機能性素子の一例(耐久性試験の試験素子)を示す構造図である。It is a structural diagram showing an example of a functional element (test element for durability test).

符号の説明Explanation of symbols

a 屈曲または歪曲自在な部材
b 電極
c 支持部材
d リード線
a Bendable or bendable member b Electrode c Support member d Lead wire

Claims (4)

電極を介して、電位差により、屈曲または歪曲する部材に用いる機能性樹脂であって、前記機能性樹脂は、イオン解離基を有する高分子であり、前記イオン解離基は前記高分子において、下記(A)〜(C)のいずれかの結合を有するものであることを特徴とする機能性樹脂。
(A)イオン解離基は、高分子中のフェニル基に結合しており、β位の炭素原子が二級、または三級であるフェニル基に結合している。
(B)イオン解離基は、高分子中のフェニル基に結合しており、α位またはβ位に炭素原子を有しないフェニル基に結合している。
(C)イオン解離基が、高分子とアルキル基を介して結合している。
A functional resin used for a member that bends or bends due to a potential difference through an electrode, wherein the functional resin is a polymer having an ion dissociation group, and the ion dissociation group is A functional resin having a bond of any one of A) to (C).
(A) The ion dissociation group is bonded to a phenyl group in the polymer, and is bonded to a phenyl group whose β-position carbon atom is secondary or tertiary.
(B) The ion dissociation group is bonded to a phenyl group in the polymer, and is bonded to a phenyl group having no carbon atom at the α-position or β-position.
(C) The ion dissociation group is bonded to the polymer via an alkyl group.
前記イオン解離基を有する高分子は、ポリオレフィン樹脂、ポリビニルエーテル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂、ポリベンゾチアゾール樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、マレイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂およびエポキシアクリレート樹脂から選ばれるものである請求項1に記載の機能性樹脂。   The polymer having an ion dissociation group is polyolefin resin, polyvinyl ether resin, polyether resin, polyamide resin, polyester resin, polyimide resin, polybenzimidazole resin, polybenzoxazole resin, polybenzothiazole resin, polyphenylene oxide resin, polyphenylene. The functional resin according to claim 1, wherein the functional resin is selected from a sulfide resin, a polysulfone resin, an epoxy resin, a phenol resin, a maleimide resin, an unsaturated polyester resin, a diallyl phthalate resin, and an epoxy acrylate resin. 前記イオン解離基は、スルホン酸基、カルボキシル基、ホスフィン酸基、ホスホン酸基、アミノ基および四級アンモニウム基から選ばれるものである請求項1または2に記載の機能性樹脂。   The functional resin according to claim 1, wherein the ion dissociation group is selected from a sulfonic acid group, a carboxyl group, a phosphinic acid group, a phosphonic acid group, an amino group, and a quaternary ammonium group. 電極と、イオン解離基を有する高分子で構成される、屈曲または歪曲自在な部材とを有し、前記屈曲または歪曲自在な部材が前記電極に挟持された構造を有する機能性素子であって、前記イオン解離基を有する高分子は、請求項1〜3のいずれかに記載の機能性樹脂であることを特徴とする機能性素子。   A functional element having an electrode and a bendable or distortable member composed of a polymer having an ion dissociation group, and having a structure in which the bendable or distortable member is sandwiched between the electrodes; The functional element according to claim 1, wherein the polymer having an ion dissociation group is the functional resin according to claim 1.
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